EP3736545A1 - Fill level measuring device - Google Patents

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EP3736545A1
EP3736545A1 EP19173504.2A EP19173504A EP3736545A1 EP 3736545 A1 EP3736545 A1 EP 3736545A1 EP 19173504 A EP19173504 A EP 19173504A EP 3736545 A1 EP3736545 A1 EP 3736545A1
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EP
European Patent Office
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level measuring
measuring device
container
unit
filling level
Prior art date
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EP19173504.2A
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EP3736545B1 (en
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Roland Welle
Jörg Börsig
Steffen WÄLDE
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Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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Publication date
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Priority to US16/870,654 priority patent/US11549838B2/en
Publication of EP3736545A1 publication Critical patent/EP3736545A1/en
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    • GPHYSICS
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    • G01F23/284Electromagnetic waves
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    • GPHYSICS
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    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
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    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • GPHYSICS
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position

Definitions

  • the present invention relates to a fill level measuring device for measuring a fill level of a container, and a system comprising at least one such fill level measuring device and a container.
  • Level measuring devices are well known in the prior art. Often, using different physical effects, a distance between the level measuring device and a surface of a medium arranged in a container is determined and the level of the container is derived. Such fill level measuring devices can be arranged inside or outside a container, acoustic, electromagnetic, inductive, capacitive or also radiometric sensor arrangements being used in particular. The recorded data / measured values are transmitted to a higher-level data processing unit using wired or wireless communication devices. The recorded measured values can not only be used as process parameters, but also for goods and stock management.
  • level measuring devices are supplied with the energy necessary for operation via fixed wire connections.
  • more recent developments also make it possible to provide energy for the various components by means of self-sufficient energy sources, so that in combination with wireless communication devices it is possible to provide self-sufficient units.
  • Such self-sufficient units can be used in a particularly advantageous manner in the case of non-stationary containers.
  • One of the container types that are often used as non-stationary is the so-called intermediate bulk container, also referred to as an IBC container.
  • IBC containers have a volume and weight-optimized design, which in particular enables them to be loaded onto trucks with forklift trucks. In practice, however, it has been found that, especially during loading and unloading processes, smaller and larger Carom collisions that can lead to mechanical deformation of the container and detachment of the level measuring device.
  • the present invention provides a fill level measuring device for measuring a fill level of a container, the fill level measuring device comprising: a fill level measuring unit, set up to measure a fill level of a container; at least one transmitting / receiving unit, set up for communication with a data processing unit; at least one fastening unit, set up to fasten the fill level measuring device to a surface of the container; at least one monitoring means, set up to monitor a fastening of the fill level measuring device on the container provided by the at least one fastening unit, the monitoring means further being set up to transmit an alarm message to the data processing unit via the transmitting / receiving unit when the monitoring means detach the fastening determine the level measuring device of the container.
  • the present invention proposes equipping a fill level measuring device with a monitoring means for monitoring a planned arrangement of the fill level measuring device on a container, so that incorrect measurements due to a faulty arrangement of the fill level measuring device on the container or a falling off of the fill level measuring device from the container can be excluded as far as possible .
  • the monitoring means are preferably set up in such a way that they not only result in a complete release of the fill level measuring device from the Can detect container, but also a faulty arrangement of the level measuring device on a container due to a partial failure of the fastening unit.
  • a fill level measuring device can be arranged on any suitable surface in or on a container, the fill level measuring device not necessarily having to be arranged directly on a surface of the container, but can also be arranged at a distance from a surface of the container.
  • a fill level measuring unit is to be understood as any unit which is set up using acoustic, electromagnetic, inductive, capacitive, radiometric or other effects in order to measure a fill level of a container.
  • the use of the present invention is not limited to the measurement of specific media, but includes all media regardless of their physical state.
  • a transmitting / receiving unit is to be understood as any communication device with which data can be exchanged with a data processing unit.
  • the transmitting / receiving unit is preferably set up for wireless communication with the data processing unit, the transmitting / receiving unit preferably having a wireless area network (WLAN) interface, a Bluetooth interface, a ZigBee interface, a long range wide area network (LoRaWAN) interface, a Sigfox interface, a Narrowband IoT (NB-IoT) interface, a MIOTY interface or a cellular interface.
  • a data processing unit can be a central data processing unit, for example a central control computer or a data processing unit for goods and stock management, the present invention not being restricted to a specific data processing unit.
  • a central data processing unit for example a central control computer or a data processing unit for goods and stock management
  • the present invention not being restricted to a specific data processing unit.
  • decentralized cloud storage and / or decentralized cloud computing solutions can also be used.
  • a fastening unit according to the present invention is to be understood as any means with which the filling level measuring device can be fastened to the container.
  • the fastening unit can comprise an adhesive layer, preferably an acrylate adhesive layer, with which the fill level measuring device was glued to the container.
  • the fastening unit can comprise one or more tensioning or strap elements with which the filling level measuring device can also be fastened to a container.
  • An alarm message according to the present invention can be transmitted as a data record, for example, which is preferably displayed on a display device of the data processing unit can be.
  • Such an alarm message can alternatively or additionally also be transmitted to a tablet, smartphone or the like in order, for example, to simplify and / or induce the use of a service technician.
  • the monitoring means are advantageously also set up to deactivate the fill level measuring device or the fill level measuring unit after the alarm message has been transmitted. This makes it possible to ensure that no or only a few incorrect measured values are transmitted to the data processing unit, which could possibly lead to incorrect control signals or automated goods disposition.
  • the data processing unit is set up, after receiving an alarm message, to mark the measured values of a predetermined period of time prior to receiving the alarm message as "possibly incorrect measured values" so that they are not used for a control signal or goods disposition if possible .
  • the level measuring device further comprises at least one position determination means, preferably a GPS unit, and this is set up to transmit position data of the level measuring device to the data processing unit via the transmitting / receiving unit, the alarm message preferably comprising position data of the level measuring device .
  • the position data are advantageously also transmitted to a service technician's tablet, smartphone or the like.
  • the position data can be transmitted via the transceiver unit even after the fill level measuring device or the fill level measuring unit has been deactivated, in particular if the fill level measuring device has become detached from the container, for example during a loading or unloading process, and thus is no longer arranged in the immediate vicinity of the container.
  • the monitoring means comprise at least one acceleration sensor which is set up to detect an acceleration of the fill level measuring device at least in one direction parallel to the acceleration due to gravity, the acceleration sensor preferably being a 3-axis acceleration sensor.
  • the monitoring means are set up to evaluate the acceleration values of the acceleration sensor in order to determine whether the fastening of the filling level measuring device has been released from the container. Since typical acceleration patterns occur particularly when loading and unloading mobile containers, these typical acceleration patterns can be stored in a storage unit of the monitoring means and compared with the acceleration patterns actually occurring. Furthermore, it is preferred that the acceleration sensor is aligned such that it measures the acceleration due to gravity.
  • the acceleration values are preferably evaluated directly in a data processing unit / processor unit of the level measuring device. Alternatively or additionally, however, the acceleration values can also be transmitted to another data processing unit / processor unit via the transmitting / receiving unit and evaluated in this data processing unit / processor unit.
  • the monitoring means comprise a short-range transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with a short-range transmitter / receiver unit arranged on the container.
  • the short-range transmitter / receiver unit is an RFID transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with an RFID transmitter / receiver unit arranged on the container or is an NFC transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with an NFC transmitter / receiver unit arranged on the container.
  • a short-range transmitting / receiving unit of the monitoring means is to be understood as any transmitting / receiving unit that has a distance-dependent transmitting / receiving power.
  • the corresponding transmitter / receiver units can no longer establish wireless communication and detachment of the level measuring device from the container can be determined or the signal strengths received in each case decrease corresponding to the distance between the two transmitter / receiver units, so that detachment or a misalignment the level measuring device can be determined.
  • the monitoring means can comprise at least one electrical, optical, magnetic, acoustic or mechanical sensor which can interact with a detection means provided on the container or the fastening unit.
  • the fill level measuring unit is set up to determine a fill level based on a transit time measurement of a signal emitted and reflected on the fill level measuring unit, preferably a radar signal or a microwave signal.
  • the monitoring means are set up to evaluate the reflected signal and to determine whether the fastening of the filling level measuring device has been released from the container.
  • the reflected signal is not only reflected on the medium, the level of which is to be determined in the container, but at least partially also on other interfaces that show up as so-called echoes in the reflection pattern. For known arrangements of the level measuring device to known Containers thus result in certain reflection patterns with regard to the echoes.
  • the reflection pattern is preferably evaluated directly in a data processing unit / processor unit of the level measuring device.
  • the acceleration values can also be transmitted to another data processing unit / processor unit via the transmitting / receiving unit and evaluated in this data processing unit / processor unit.
  • the present invention further relates to a system, the system comprising: a container for receiving a medium and at least one fill level measuring device described above, the fill level measuring device being fastened to the container by means of the fastening unit.
  • the container is preferably a container or container provided for goods / media transport, preferably a so-called intermediate bulk container (IBC), a shipping container, a railroad tank or a waste container.
  • IBC intermediate bulk container
  • FIG 1 shows an example of a so-called IBC 101, which is used to transport media.
  • the IBC 101 usually consists of a pallet 102, a metal frame 103 and a container bladder 104, preferably made of plastic, which contains the filling material 105.
  • the medium 105 can be introduced into the container 101 or into the container bladder 104 via a cover 106.
  • a filling level measuring device 107 which is typically attached to an upper surface of the container bladder 104, can measure the distance to the filling material surface 105, for example using electromagnetic waves, and provide it to the outside.
  • FIG. 2 shows a known level measuring device 107, in the embodiment as a radar measuring device 200.
  • the radar measuring device 200 comprises an energy store 201, for example a battery 201, a power supply unit 202, a data processing unit in the form of a processor unit 203, a transmitting and receiving unit 204 for communication with a central data processing unit 209, a high-frequency unit 205 and a radar antenna 206.
  • the radar measuring device 200 has a hermetically sealed housing 207.
  • the radar measuring device 200 emits radar signals via the radar antenna 206, preferably in the range of 6 GHz, 24 GHz, 57 to 64 GHz, 75 to 85 GHz or higher frequencies, in the direction of a product surface of the product 105, and receives them on the product surface reflected signals after a corresponding transit time.
  • the received signals are from the radio frequency unit 205 converted into low-frequency signals and forwarded to the processor unit 203, which calculates the distance to the filling material 105 and transmits it to a data processing unit 209 via the transmitter / receiver unit 204, for example a combination of cloud storage and cloud computing solution 209.
  • the transmitting / receiving unit 204 is preferably set up for wireless communication with the data processing unit 209, the transmitting / receiving unit 204 preferably having a wireless area network (WLAN) interface, a Bluetooth interface, a ZigBee interface, a long range wide area network (LoRaWAN ) Interface, a Sigfox interface, a Narrowband IoT (NB-IoT) interface, a MIOTY interface or a cellular radio interface.
  • WLAN wireless area network
  • Bluetooth interface a Bluetooth interface
  • ZigBee interface ZigBee interface
  • LuRaWAN long range wide area network
  • NB-IoT Narrowband IoT
  • MIOTY MIOTY interface
  • cellular radio interface a cellular radio interface
  • fill level measuring devices 107 are often stuck onto the surface of the container bladder 104 with the aid of an adhesive tape 208, for example an acrylate adhesive tape 208.
  • the acrylate adhesive tape 208 seals the space between the level measuring device 107 and the surface of the container bladder 104.
  • the acrylate adhesive tape 208 serves as a mechanical leveling layer in order to level out any unevenness in the surface of the container bladder 104.
  • other fastening units / devices can also be used in which the level measuring device 107 is fastened, for example, with straps that can be arranged around the metal frame 103. Further fastening options are known to the person skilled in the art and can be combined with the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of an IBC 301 as it can look like after a collision during a loading or unloading process.
  • the metal frame 302 was severely deformed by external mechanical forces, the container bladder 303 being basically still intact, however, it was mechanically irreversibly deformed by the force. This can have the consequence that the container surface 304 has also been severely deformed in the area where a level measuring device, for example a radar measuring device 200, is arranged.
  • the fastening means here for example the acrylic adhesive tape 208
  • the level measuring device is no longer able to provide the necessary mechanical compensation between the level measuring device and the container surface, so that the level measuring device can detach itself from the IBC 301 and it may fall to the ground unnoticed .
  • the fill level measuring devices remain functional even after they have been released and hit the floor, ie they continue to take measurements and transmit these measurements to the data processing device 209.
  • Figure 4 shows a first embodiment of a fill level measuring device 401 according to the invention in the form of a radar measuring device 400 with a monitoring means 402, which is set up to monitor an intended attachment of the fill level measuring device 401 to the container and to determine a container loss, i.e. a detachment of the fill level measuring device 401 from the IBC 301.
  • the monitoring means 402 include at least one acceleration sensor 403, preferably a 3-axis acceleration sensor 403. By evaluating the acceleration data of the acceleration sensor 403 in a process logic of a processor unit 404, incorrect positioning or a container loss of the level measuring device 401 can be determined.
  • FIGs 5, 6 and 7 show, by way of example, acceleration data recorded by acceleration sensor 403 that are based on typical movement patterns.
  • Figure 5 shows first of all exemplary acceleration values that occur during typical loading and unloading processes of an IBC 101.
  • the sensors measuring in the X and Y directions do not record any acceleration values, whereas the sensor measuring in the Z direction records the acceleration due to gravity g with a value of 9.81 m / s 2 as a negative value detected.
  • the IBC 101 is lifted by a forklift truck, which leads to an increase in the negative acceleration value in the Z direction (cf.
  • the IBC 101 is transported to a truck, for example.
  • the corresponding acceleration values (cf. reference numerals 502, 503) can be detected essentially in the X and Y directions.
  • the IBC 101 is placed on a truck, for example, which can be derived from the reduced acceleration in the Z direction.
  • the truck is in motion, which causes strong deflections of the acceleration sensors in the X and Y directions.
  • the slight deviations (cf. reference number 504) of the Z-sensor result from driving-related vibrations of the IBC 101.
  • the acceleration curves shown above are characteristic in particular when all three directions are evaluated at the same time, and can preferably be stored in advance in a memory unit assigned to the processor unit 404 using factory specifications will.
  • FIG. 10 shows the acceleration data acquired by the acceleration sensor 403, which represents a container loss.
  • the Z component of the acceleration changes to a positive value and remains there in the positive range. From this it can be deduced that there must be a loss of container, since the acceleration sensor and thus the filling level measuring device 401 are obviously oriented upwards. It is thus already possible to determine whether a container has been lost on the basis of the evaluation of the acceleration data in the Z direction.
  • the acceleration values in the X and Y directions can also be used.
  • the acceleration sensor and thus the container 401 experiences, for example, a lateral impact - which leads to the characteristic lateral acceleration pattern (see reference numeral 701), the duration of which is significantly less than, for example, 1 second.
  • a decrease in the acceleration in the Z direction cf. reference numeral 702
  • FIG. 5 can also be based on the greatly increased negative acceleration (see reference numeral 703), which reflects the impact of the acceleration sensor on the ground.
  • the acceleration pattern described thus allows a reliable detection of a loosening of the level measuring device, ie a loss of a container.
  • a memory unit assigned to the processor unit 404 further movement patterns can be stored which are adapted to the respective areas of application of a fill level measuring device according to the invention.
  • FIG. 8 shows an example of a program flow in connection with the first embodiment.
  • the sequence begins in the start state 801.
  • step 802 it is first checked whether the vertical acceleration is greater than zero. Alternatively, it would also be possible in step 802 to determine whether the vertical acceleration deviates by a predetermined amount from the expected value of 9.81 m / s 2 for a predetermined time interval. If this is the case, then in step 807 an alarm message in the form of a loss of container message is provided via the transmitting / receiving unit 204 and transmitted to a data processing unit, which enables an operator of the level measuring device to take appropriate maintenance measures. The location of the fill level measuring device is advantageously also transmitted in the alarm message. Finally, the fill level measuring device is put out of operation in step 808 in order to avoid incorrect measurements. The position data can still be transmitted.
  • step 803 If the check in step 802 does not result in a positive acceleration, it is checked in step 803 whether the vertical acceleration is greater than the negative acceleration due to gravity. If this is not the case, the level measuring device is not moved downwards so that a level measurement and subsequent data transmission can be started in method steps 809 and 810. Otherwise, a further check is made as to whether the lateral acceleration values are not equal to 0. If this is the case, it is assumed that a container is just being lost and it is determined in step 805 whether the acceleration sensor detects an impact, for example a strong deflection in the Z direction. If this is the case, method steps 807 and 808 are carried out again. Otherwise there is no loss of container, and the fill level measuring device determines the fill level by going to step 809.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a fill level measuring device 901 according to the invention.
  • the monitoring means 402 of the fill level measuring device 901 here comprises an RFID transmission / reception unit or an NFC transmission / reception unit 902.
  • a corresponding RFID transmission / reception unit or an NFC transmission / reception unit is applied to a suitable surface of the IBC 101 so that the corresponding transmission / reception units can communicate with one another.
  • Such a transmitting / receiving unit can be applied to the container bladder 104 by means of an adhesive sealing pad 903, for example.
  • Such an adhesive sealing pad 904 can accommodate an RFID chip or an NFC chip and is nevertheless sufficiently flexible so that the adhesive sealing pad 903 can be effectively prevented from becoming detached from the IBC 101 in the event of a container deformation.
  • the transmitting / receiving unit for example an NFC reader or an RFID reader, now checks whether the NFC chip or the RFID chip is located in the immediate vicinity before starting a measurement.
  • Figure 10 shows an example of a program flow in connection with the second exemplary embodiment. The sequence begins in step 1000. In step 1001, it is first checked whether the corresponding transmitting / receiving units are arranged in the immediate vicinity of one another. If this is the case, there is no loss of container and the fill level value can be determined by transition to step 1002 and transmitted to a data processing unit in step 1003. If, however, no corresponding transmitting / receiving unit is determined in step 1001, a loss of container is recognized. In this case, by moving to step 1004, an alarm message is transmitted to the data processing unit, and in step 1005 the level measuring device is shut down.
  • the solution shown in the second embodiment using short-range transmitting / receiving means can be modified to the extent that, alternatively or additionally, the monitoring means are equipped with an electrical, optical, magnetic, acoustic and / or mechanical sensor in order to be able to use a sensor on the IBC or the fastening unit provided detection means to interact.
  • FIG 11 shows a third preferred embodiment of a fill level measuring device 1101 according to the invention, which is used in particular when using a radar sensor can be.
  • the level measuring device 1101 is attached to a surface of the IBC 1106 in normal operation, the radar signal 1107 emitted by the radar antenna 206 is partially reflected at the transition to an adhesive layer 1108 (cf. reference number 1104) and, with a slight time delay, again at the transition for IBC 1106 (see reference number 1105).
  • the echoes caused by these reflections are superimposed due to the small spatial distance of the respective reflection points, and lead in the reflection pattern to an echo curve 1110 with a characteristically broad echo 1109 at the beginning of the echo curve 1110.
  • FIG. 12 shows an example of a program flow in connection with the third exemplary embodiment.
  • the sequence begins in step 1201.
  • step 1202 an echo curve is first received, with the width of the echo at the beginning of the echo curve 1109, 1112 being determined in step 1203. If the width of the echo at the beginning of the echo curve 1109, 1112 is below a predetermined value, it is assumed that a container has been lost.
  • the monitoring means preferably comprises a processor unit 1102 with an associated memory means 1103, which are set up to execute a program for analyzing the echo curves.
  • the invention is not limited to use on an IBC.
  • the present invention can generally be used on containers or containers that are used for goods / media transport, for example shipping containers, railroad tanks or waste containers.
  • the above-described container loss can occur when monitoring bodies of water or sewers in the event of flooding or in the event of sabotage, so that the present invention can also be used there.
  • the term container loss is understood to mean a complete detachment of the fill level measuring device from the container or a change in position from an intended positioning in which a reliable fill level measurement can no longer be carried out.

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Füllstandsmesseinrichtung 401, 901, 1101 zur Messung eines Füllstandes eines Behälters, umfassend: eine Füllstandsmesseinheit, eingerichtet zur Messung eines Füllstandes eines Behälters; zumindest eine Sende-/Empfangseinheit 204, eingerichtet zur Kommunikation mit einer Datenverarbeitungseinheit 209; zumindest eine Befestigungseinheit 208, 902, 1108, eingerichtet zur Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung 401, 901, 1101 an einer Oberfläche des Behälters 103, 301, 1106; zumindest ein Überwachungsmittel, eingerichtet zur Überwachung einer durch die zumindest eine Befestigungseinheit 208, 902, 1108 bereitgestellten Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung 401, 901, 1101 an dem Behälter 103, 301, 1106, wobei die Überwachungsmittel weiterhin eingerichtet sind, um über die Sende-/Empfangseinheit 204 eine Alarmmitteilung an die Datenverarbeitungseinheit 209 zu übermitteln, wenn die Überwachungsmittel ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung 401, 901, 1101 vom Behälter 103, 301, 1106 ermitteln.Fill level measuring device 401, 901, 1101 for measuring a fill level of a container, comprising: a fill level measuring unit, set up to measure a fill level of a container; at least one transmitting / receiving unit 204, set up for communication with a data processing unit 209; at least one fastening unit 208, 902, 1108, set up to fasten the fill level measuring device 401, 901, 1101 to a surface of the container 103, 301, 1106; at least one monitoring means, set up to monitor a fastening of the fill level measuring device 401, 901, 1101 on the container 103, 301, 1106 provided by the at least one fastening unit 208, 902, 1108, wherein the monitoring means are also set up to be able to use the transmitting / receiving unit 204 to transmit an alarm message to the data processing unit 209 when the monitoring means determine that the fastening of the level measuring device 401, 901, 1101 from the container 103, 301, 1106 has been released.

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllstandsmesseinrichtung zur Messung eines Füllstandes eines Behälters, sowie ein System umfassend zumindest eine solche Füllstandsmesseinrichtung und einen Behälter.The present invention relates to a fill level measuring device for measuring a fill level of a container, and a system comprising at least one such fill level measuring device and a container.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Füllstandmesseinrichtungen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Häufig wird dabei unter Anwendung unterschiedlicher physikalischer Effekte ein Abstand zwischen der Füllstandsmesseinrichtung und einer Oberfläche eines in einem Behälter angeordneten Mediums ermitteln und der Füllstand des Behälters abgeleitet. Derartige Füllstandsmesseinrichtungen können dabei innerhalb oder außerhalb eines Behälters angeordnet sein, wobei insbesondere akustische, elektromagnetische, induktive, kapazitive oder auch radiometrische Sensoranordnungen zum Einsatz kommen. Die erfassten Daten/Messwerte werden unter Einsatz drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationseinrichtungen an eine übergeordnete Datenverarbeitungseinheit übermittelt. Die erfassten Messwerte können dabei nicht nur als Prozessparameter herangezogen werden, sondern auch zum Waren- und Vorratsmanagement.Level measuring devices are well known in the prior art. Often, using different physical effects, a distance between the level measuring device and a surface of a medium arranged in a container is determined and the level of the container is derived. Such fill level measuring devices can be arranged inside or outside a container, acoustic, electromagnetic, inductive, capacitive or also radiometric sensor arrangements being used in particular. The recorded data / measured values are transmitted to a higher-level data processing unit using wired or wireless communication devices. The recorded measured values can not only be used as process parameters, but also for goods and stock management.

Die Mehrzahl bekannter Füllstandmesseinrichtungen wird dabei über ortsfeste Drahtverbindungen mit der zum Betrieb notwendigen Energie versorgt. Neuere Entwicklungen ermöglichen es allerdings auch eine Energieversorgung der verschiedenen Komponenten mittels autarker Energiequellen bereitzustellen, so dass in Kombination mit drahtlosen Kommunikationseinrichtungen die Bereitstellung autark arbeitender Einheiten möglich ist. Solche autark arbeitenden Einheiten können dabei in besonders vorteilhafter Weise bei nicht ortsfesten Behältern eingesetzt werden. Einer der häufig als nicht ortsfest eingesetzte Behältertyp ist dabei der sogenannte Intermediate Bulk Container, auch als IBC Behälter bezeichnet wird. IBC Behälter weisen eine volumen- und gewichtsoptimierte Bauweise auf, die insbesondere ein Verladen mit Gabelstablern auf LKW ermöglicht. In der Praxis hat sich dabei allerdings herausgestellt, dass insbesondere bei Be- und Entladevorgängen immer wieder kleinere Karambolagen erfolgen, die zu einer mechanischen Verformung des Behälters und zu einem Ablösen der Füllstandsmesseinrichtung führen können.The majority of known level measuring devices are supplied with the energy necessary for operation via fixed wire connections. However, more recent developments also make it possible to provide energy for the various components by means of self-sufficient energy sources, so that in combination with wireless communication devices it is possible to provide self-sufficient units. Such self-sufficient units can be used in a particularly advantageous manner in the case of non-stationary containers. One of the container types that are often used as non-stationary is the so-called intermediate bulk container, also referred to as an IBC container. IBC containers have a volume and weight-optimized design, which in particular enables them to be loaded onto trucks with forklift trucks. In practice, however, it has been found that, especially during loading and unloading processes, smaller and larger Carom collisions that can lead to mechanical deformation of the container and detachment of the level measuring device.

Wird ein solches Ablösen der Füllstandsmesseinrichtung vom Behälter nicht erkannt, kann dies dazu führen, dass die Füllstandsmesseinrichtung den Abstand zu einem beliebigen Objekt in seiner Umgebung misst und daher fehlerhafte Messwerte an die übergeordnete Datenverarbeitungseinheit übermittelt, mit der Folge, dass das darauf basierende Waren- und Vorratsmanagement fehlerhaft ist.If such a detachment of the level measuring device from the container is not detected, this can lead to the level measuring device measuring the distance to any object in its vicinity and therefore transmitting incorrect measured values to the higher-level data processing unit, with the result that the goods and services based thereon Inventory management is faulty.

Im Lichte dieser Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Füllstandsmesseinrichtung und ein System mit einer solchen Füllstandsmesseinrichtung bereitzustellen, bei der mit höherer Zuverlässigkeit Fehlmessungen ausgeschlossen werden können, insbesondere, wenn eine Füllstandsmesseinrichtung als autarke Einheit eingesetzt wird.In light of this problem, it is an object of the present invention to provide a level measuring device and a system with such a level measuring device in which incorrect measurements can be excluded with greater reliability, in particular if a level measuring device is used as an autonomous unit.

Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.These and other objects, which are still mentioned on reading the following description or can be recognized by the person skilled in the art, are achieved by the subject matter of the independent claims. The dependent claims develop the central concept of the present invention in a particularly advantageous manner.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung stellt eine Füllstandsmesseinrichtung zur Messung eines Füllstandes eines Behälters bereit, wobei die Füllstandsmesseinrichtung umfasst: eine Füllstandsmesseinheit, eingerichtet zur Messung eines Füllstandes eines Behälters; zumindest eine Sende-/Empfangseinheit, eingerichtet zur Kommunikation mit einer Datenverarbeitungseinheit; zumindest eine Befestigungseinheit, eingerichtet zur Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung an einer Oberfläche des Behälters; zumindest ein Überwachungsmittel, eingerichtet zur Überwachung einer durch die zumindest eine Befestigungseinheit bereitgestellten Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung an dem Behälter, wobei die Überwachungsmittel weiterhin eingerichtet sind, um über die Sende-/Empfangseinheit eine Alarmmitteilung an die Datenverarbeitungseinheit zu übermitteln, wenn die Überwachungsmittel ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung vom Behälter ermitteln.The present invention provides a fill level measuring device for measuring a fill level of a container, the fill level measuring device comprising: a fill level measuring unit, set up to measure a fill level of a container; at least one transmitting / receiving unit, set up for communication with a data processing unit; at least one fastening unit, set up to fasten the fill level measuring device to a surface of the container; at least one monitoring means, set up to monitor a fastening of the fill level measuring device on the container provided by the at least one fastening unit, the monitoring means further being set up to transmit an alarm message to the data processing unit via the transmitting / receiving unit when the monitoring means detach the fastening determine the level measuring device of the container.

Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung vor, eine Füllstandsmesseinrichtung mit einem Überwachungsmittel zur Überwachung einer vorgesehenen Anordnung der Füllstandsmesseinrichtung an einem Behälter auszustatten, so dass Fehlmessungen aufgrund einer fehlerhaften Anordnung der Füllstandsmesseinrichtung an dem Behälter bzw. ein Abfallen der Füllstandsmesseinrichtung vom Behälter möglichst ausgeschlossen werden können. Die Überwachungsmittel sind dabei vorzugsweise derart eingerichtet, dass diese nicht nur ein vollständiges Lösen der Füllstandsmesseinrichtung vom Behälter erfassen können, sondern auch eine fehlerhafte Anordnung der Füllstandsmesseinrichtung an einem Behälter aufgrund eines Teilversagens der Befestigungseinheit.In other words, the present invention proposes equipping a fill level measuring device with a monitoring means for monitoring a planned arrangement of the fill level measuring device on a container, so that incorrect measurements due to a faulty arrangement of the fill level measuring device on the container or a falling off of the fill level measuring device from the container can be excluded as far as possible . The monitoring means are preferably set up in such a way that they not only result in a complete release of the fill level measuring device from the Can detect container, but also a faulty arrangement of the level measuring device on a container due to a partial failure of the fastening unit.

Eine Füllstandsmesseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann an jeder geeigneten Oberfläche in oder auf einem Behälter angeordnet werden, wobei die Füllstandsmesseinrichtung nicht zwingend unmittelbar auf einer Oberfläche des Behälters angeordnet sein muss, sondern auch beabstandet von einer Oberfläche des Behälters angeordnet sein kann. Unter einer Füllstandsmesseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede Einheit zu verstehen, die unter Anwendung akustischer, elektromagnetischer, induktiver, kapazitiver, radiometrischer oder anderer Effekte eingerichtet ist, um einen Füllstand eines Behälters zu messen. Der Einsatz der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht auf die Messung bestimmter Medien, sondern umfasst alle Medien unabhängig vom Aggregatszustand.A fill level measuring device according to the present invention can be arranged on any suitable surface in or on a container, the fill level measuring device not necessarily having to be arranged directly on a surface of the container, but can also be arranged at a distance from a surface of the container. A fill level measuring unit according to the present invention is to be understood as any unit which is set up using acoustic, electromagnetic, inductive, capacitive, radiometric or other effects in order to measure a fill level of a container. The use of the present invention is not limited to the measurement of specific media, but includes all media regardless of their physical state.

Unter einer Sende-/Empfangseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede Kommunikationseinrichtung zu verstehen, mit der Daten mit einer Datenverarbeitungseinheit ausgetauscht werden können. Die Sende-/Empfangseinheit ist vorzugsweise zur drahtlosen Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit eingerichtet, wobei die Sende-/Empfangseinheit vorzugsweise eine Wireless Area Network (WLAN) Schnittstelle, eine Bluetooth Schnittstelle, eine ZigBee Schnittstelle, eine Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) Schnittstelle, eine Sigfox Schnittstelle, eine Narrowband IoT (NB-IoT) Schnittstelle, eine MIOTY Schnittstelle oder eine Mobilfunk-Schnittstelle umfasst.A transmitting / receiving unit according to the present invention is to be understood as any communication device with which data can be exchanged with a data processing unit. The transmitting / receiving unit is preferably set up for wireless communication with the data processing unit, the transmitting / receiving unit preferably having a wireless area network (WLAN) interface, a Bluetooth interface, a ZigBee interface, a long range wide area network (LoRaWAN) interface, a Sigfox interface, a Narrowband IoT (NB-IoT) interface, a MIOTY interface or a cellular interface.

Eine Datenverarbeitungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine zentrale Datenverarbeitungseinheit sein, beispielsweise ein zentraler Steuerrechner oder eine Datenverarbeitungseinheit zum Waren- und Vorratsmanagement, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Datenverarbeitungseinheit beschränkt ist. Es können beispielsweise auch dezentrale Cloudspeicher und/oder dezentrale Cloudcomputing Lösungen eingesetzt werden.A data processing unit according to the present invention can be a central data processing unit, for example a central control computer or a data processing unit for goods and stock management, the present invention not being restricted to a specific data processing unit. For example, decentralized cloud storage and / or decentralized cloud computing solutions can also be used.

Unter einer Befestigungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedes Mittel zu verstehen, mit der eine Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung am Behälter erfolgen kann. Beispielsweise kann die Befestigungseinheit eine Klebeschicht, vorzugsweise eine Acrylatklebeschicht, umfassen, mit der die Füllstandsmesseinrichtung auf dem Behälter aufgeklebt wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungseinheit ein oder mehrere Spann- oder Bandelemente umfassen, mit der die Füllstandsmesseinrichtung ebenfalls an einem Behälter befestigt werden kann.A fastening unit according to the present invention is to be understood as any means with which the filling level measuring device can be fastened to the container. For example, the fastening unit can comprise an adhesive layer, preferably an acrylate adhesive layer, with which the fill level measuring device was glued to the container. Alternatively or additionally, the fastening unit can comprise one or more tensioning or strap elements with which the filling level measuring device can also be fastened to a container.

Eine Alarmmitteilung gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als Datensatz übermittelt werden, der vorzugsweise auf einer Anzeigevorrichtung der Datenverarbeitungseinheit dargestellt werden kann. Eine solche Alarmmitteilung kann alternativ oder zusätzlich auch an ein Tablett, Smartphone oder dergleichen übertragen werden, um beispielsweise den Einsatz eines Servicetechnikers zu vereinfachen und/oder zu veranlassen.An alarm message according to the present invention can be transmitted as a data record, for example, which is preferably displayed on a display device of the data processing unit can be. Such an alarm message can alternatively or additionally also be transmitted to a tablet, smartphone or the like in order, for example, to simplify and / or induce the use of a service technician.

Vorteilhafterweise sind die Überwachungsmittel weiterhin eingerichtet, um die Füllstandsmesseinrichtung bzw. die Füllstandsmesseinheit nach Übermittlung der Alarmmitteilung zu deaktivieren. Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine bzw. nur wenige fehlerhafte Messwerte an die Datenverarbeitungseinheit übermittelt werden, die möglicherweise zu fehlerhaften Steuersignalen oder automatisierten Warendispositionen führen könnten. In diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, nach Erhalt einer Alarmmitteilung die Messwerte eines vorbestimmten Zeitraums vor Erhalt der Alarmmitteilung als "möglicherweise fehlerhafte Messwerte" zu markieren, so dass diese möglichst nicht für ein Steuersignal oder eine Warendisposition herangezogen werden.The monitoring means are advantageously also set up to deactivate the fill level measuring device or the fill level measuring unit after the alarm message has been transmitted. This makes it possible to ensure that no or only a few incorrect measured values are transmitted to the data processing unit, which could possibly lead to incorrect control signals or automated goods disposition. In this context, it can be advantageous that the data processing unit is set up, after receiving an alarm message, to mark the measured values of a predetermined period of time prior to receiving the alarm message as "possibly incorrect measured values" so that they are not used for a control signal or goods disposition if possible .

Ferner ist es von Vorteil, dass die Füllstandsmesseinrichtung weiterhin zumindest ein Positionsbestimmungsmittel umfasst, vorzugsweise eine GPS-Einheit, und diese eingerichtet ist, um über die Sende-/Empfangseinheit Positionsdaten der Füllstandsmesseinrichtung an die Datenverarbeitungseinheit zu übermitteln, wobei die Alarmmitteilung vorzugsweise Positionsdaten der Füllstandsmesseinrichtung umfasst. Die Positionsdaten werden vorteilhafterweise ebenfalls an ein Tablett, Smartphone oder dergleichen eines Servicetechnikers übertragen. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Positionsdaten auch nach Deaktivierung der Füllstandsmesseinrichtung bzw. der Füllstandsmesseinheit über die Sende-/Empfangseinheit übermittelt werden können, insbesondere, wenn sich die Füllstandsmesseinrichtung beispielsweise während eines Be- oder Entladevorgangs vom Behälter gelöst hat, und somit nicht mehr in unmittelbarer Umgebung des Behälters angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous that the level measuring device further comprises at least one position determination means, preferably a GPS unit, and this is set up to transmit position data of the level measuring device to the data processing unit via the transmitting / receiving unit, the alarm message preferably comprising position data of the level measuring device . The position data are advantageously also transmitted to a service technician's tablet, smartphone or the like. In this context, it is advantageous if the position data can be transmitted via the transceiver unit even after the fill level measuring device or the fill level measuring unit has been deactivated, in particular if the fill level measuring device has become detached from the container, for example during a loading or unloading process, and thus is no longer arranged in the immediate vicinity of the container.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Überwachungsmittel zumindest einen Beschleunigungssensor, der eingerichtet ist, um eine Beschleunigung der Füllstandsmesseinrichtung zumindest in eine Richtung parallel zur Erdbeschleunigung zu erfassen, wobei der Beschleunigungssensor vorzugsweise ein 3-Achsen Beschleunigungssensor ist. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin bevorzugt, dass die Überwachungsmittel eingerichtet sind, die Beschleunigungswerte des Beschleunigungssensors auszuwerten, um zu ermitteln, ob ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung vom Behälter vorliegt. Nachdem insbesondere beim Be- und Entladen mobiler Behälter typische Beschleunigungsmuster auftreten, können diese typischen Beschleunigungsmuster in einer Speichereinheit der Überwachungsmittel hinterlegt werden und mit den tatsächlich auftretenden Beschleunigungsmustern verglichen werden. Ferner ist es bevorzugt, dass der Beschleunigungssensor derart ausgerichtet ist, dass dieser die Erdbeschleunigung misst. Sollte sich die Position eines derart ausgerichteten Beschleunigungssensors insoweit verändern, dass dieser nicht mehr die Erdbeschleunigung misst, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass die Füllstandsmesseinrichtung nicht mehr in der vorgesehenen Position am Behälter befestigt ist und von der Befestigungseinheit nicht mehr in der vorgesehenen Position am Behälter gehalten wird. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass eine Auswertung der Beschleunigungswerte vorzugsweise unmittelbar in einer Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit der Füllstandmesseinrichtung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich können die Beschleunigungswerte allerdings auch an eine andere Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit über die Sende-/Empfangseinheit übermittelt werden und in dieser Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit ausgewertet werden.In a first preferred embodiment of the present invention, the monitoring means comprise at least one acceleration sensor which is set up to detect an acceleration of the fill level measuring device at least in one direction parallel to the acceleration due to gravity, the acceleration sensor preferably being a 3-axis acceleration sensor. In this context, it is further preferred that the monitoring means are set up to evaluate the acceleration values of the acceleration sensor in order to determine whether the fastening of the filling level measuring device has been released from the container. Since typical acceleration patterns occur particularly when loading and unloading mobile containers, these typical acceleration patterns can be stored in a storage unit of the monitoring means and compared with the acceleration patterns actually occurring. Furthermore, it is preferred that the acceleration sensor is aligned such that it measures the acceleration due to gravity. Should the position be such Aligned acceleration sensor to the extent that it no longer measures the acceleration due to gravity, it can be assumed with high probability that the level measuring device is no longer fastened in the intended position on the container and is no longer held in the intended position on the container by the fastening unit. In this context, it should be pointed out that the acceleration values are preferably evaluated directly in a data processing unit / processor unit of the level measuring device. Alternatively or additionally, however, the acceleration values can also be transmitted to another data processing unit / processor unit via the transmitting / receiving unit and evaluated in this data processing unit / processor unit.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Überwachungsmittel eine Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter angeordneten Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit eingerichtet ist. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass die Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit eine RFID-Sende-/Empfangseinheit ist, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter angeordneten RFID-Sende-/Empfangseinheit eingerichtet ist oder eine NFC-Sende-/Empfangseinheit ist, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter angeordneten NFC-Sende-/Empfangseinheit eingerichtet ist. Unter einer Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit des Überwachungsmittels ist vorliegend jede Sende-/Empfangseinheit zu verstehen, die eine abstandsabhängige Sende-/Empfangsleistung aufweist. Somit können bei Verlust der Füllstandsmesseinrichtung die korrespondierenden Sende-/Empfangseinheiten keine drahtlose Kommunikation mehr aufbauen und ein Lösen der Füllstandsmesseinrichtung vom Behälter kann ermittelt werden oder die jeweils empfangenen Signalstärken fallen korrespondierend zum Abstand beider Sende-/Empfangseinheiten ab, so dass ein Lösen oder eine Fehlstellung der Füllstandsmesseinrichtung ermittelt werden kann.In a second preferred embodiment of the present invention, the monitoring means comprise a short-range transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with a short-range transmitter / receiver unit arranged on the container. In this context, it is preferred that the short-range transmitter / receiver unit is an RFID transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with an RFID transmitter / receiver unit arranged on the container or is an NFC transmitter / receiver unit which is set up for wireless communication with an NFC transmitter / receiver unit arranged on the container. In the present case, a short-range transmitting / receiving unit of the monitoring means is to be understood as any transmitting / receiving unit that has a distance-dependent transmitting / receiving power. Thus, if the level measuring device is lost, the corresponding transmitter / receiver units can no longer establish wireless communication and detachment of the level measuring device from the container can be determined or the signal strengths received in each case decrease corresponding to the distance between the two transmitter / receiver units, so that detachment or a misalignment the level measuring device can be determined.

Alternativ oder zusätzlich können die Überwachungsmittel zumindest einen elektrischen, optischen, magnetischen, akustischen oder mechanischen Sensor umfassen, der mit einem auf dem Behälter oder der Befestigungseinheit vorgesehen Detektiermittel wechselwirken kann.Alternatively or additionally, the monitoring means can comprise at least one electrical, optical, magnetic, acoustic or mechanical sensor which can interact with a detection means provided on the container or the fastening unit.

In einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Füllstandsmesseinheit eingerichtet, einen Füllstand basierend auf einer Laufzeitmessung eines abgestrahlten und auf die Füllstandsmesseinheit reflektierten Signals, vorzugsweise ein Radarsignal oder ein Mikrowellensignal, zu bestimmen. In diesem Fall sind die Überwachungsmittel eingerichtet, um das reflektierte Signal auszuwerten und ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung vom Behälter zu ermitteln. Das reflektierte Signal wird nicht nur am Medium reflektiert, dessen Füllstand im Behälter ermittelt werden soll, sondern zumindest teilweise auch an anderen Grenzflächen, die sich als sogenannte Echos im Reflektionsmuster zeigen. Für bekannte Anordnungen der Füllstandsmesseinrichtung an bekannten Behältern ergeben sich somit bestimmte Reflektionsmuster hinsichtlich der Echos. Diese Echos können somit herangezogen werden, um ein Lösen vom oder eine Fehlposition der Füllstandsmesseinrichtung am Behälter zu ermitteln, da sich in diesem Fall das Reflektionsmuster hinsichtlich der Echos feststellbar verändert. Auch hier ist darauf hinzuweisen, dass eine Auswertung der Reflektionsmuster vorzugsweise unmittelbar in einer Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit der Füllstandmesseinrichtung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich können die Beschleunigungswerte auch an eine andere Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit über die Sende-/Empfangseinheit übermittelt werden und in dieser Datenverarbeitungseinheit/Prozessoreinheit ausgewertet werden.In a third preferred embodiment of the present invention, the fill level measuring unit is set up to determine a fill level based on a transit time measurement of a signal emitted and reflected on the fill level measuring unit, preferably a radar signal or a microwave signal. In this case, the monitoring means are set up to evaluate the reflected signal and to determine whether the fastening of the filling level measuring device has been released from the container. The reflected signal is not only reflected on the medium, the level of which is to be determined in the container, but at least partially also on other interfaces that show up as so-called echoes in the reflection pattern. For known arrangements of the level measuring device to known Containers thus result in certain reflection patterns with regard to the echoes. These echoes can thus be used to determine a detachment from or an incorrect position of the fill level measuring device on the container, since in this case the reflection pattern changes with regard to the echoes in a detectable manner. Here, too, it should be pointed out that the reflection pattern is preferably evaluated directly in a data processing unit / processor unit of the level measuring device. Alternatively or in addition, the acceleration values can also be transmitted to another data processing unit / processor unit via the transmitting / receiving unit and evaluated in this data processing unit / processor unit.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein System, wobei das System umfasst: einen Behälter zur Aufnahme eines Mediums und zumindest eine oben beschriebene Füllstandsmesseinrichtung, wobei die Füllstandsmesseinrichtung mittels der Befestigungseinheit an dem Behälter befestigt ist. Vorzugsweise ist der Behälter ein zum Waren-/Medientransport vorgesehener Behälter oder Container, vorzugsweise ein sogenannter Intermediate Bulk Container (IBC), ein Schiffscontainer, ein Eisenbahntank oder ein Abfallbehälter.The present invention further relates to a system, the system comprising: a container for receiving a medium and at least one fill level measuring device described above, the fill level measuring device being fastened to the container by means of the fastening unit. The container is preferably a container or container provided for goods / media transport, preferably a so-called intermediate bulk container (IBC), a shipping container, a railroad tank or a waste container.

Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDescription of a preferred embodiment

Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:

Figur 1
eine schematische Ansicht eines Behälters mit einer Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 2
eine schematische Ansicht der Füllstandsmesseinrichtung aus Figur 1;
Figur 3
eine schematische Ansicht eines verformten Behälters mit einer gelösten Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 4
eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 5
eine schematische Ansicht typischer Beschleunigungswerte, die beim Be- und Entladen eines Behälter auftreten;
Figur 6
eine schematische Ansicht typsicher Beschleunigungswerte, die auf einen Behälterverlust hinweisen;
Figur 7
ein bevorzugter Programmablauf bei Einsatz der ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 8
eine schematische Ansicht eines Teils des Kolbenoberteils aus Figur 1;
Figur 9
eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 10
ein bevorzugter Programmablauf bei Einsatz der zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung;
Figur 11
eine schematische Ansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung; und
Figur 12
ein bevorzugter Programmablauf bei Einsatz der dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung.
A detailed description of the figures is given below. It shows:
Figure 1
a schematic view of a container with a level measuring device;
Figure 2
a schematic view of the level measuring device from Figure 1 ;
Figure 3
a schematic view of a deformed container with a dissolved level measuring device;
Figure 4
a schematic view of a first preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention;
Figure 5
a schematic view of typical acceleration values that occur when loading and unloading a container;
Figure 6
a schematic view of type-safe acceleration values that indicate a container loss;
Figure 7
a preferred program sequence when using the first preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention;
Figure 8
a schematic view of part of the piston top from Figure 1 ;
Figure 9
a schematic view of a second preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention;
Figure 10
a preferred program sequence when using the second preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention;
Figure 11
a schematic view of a third preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention; and
Figure 12
a preferred program sequence when using the third preferred embodiment of a fill level measuring device according to the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte verwendet, wobei nur die jeweiligen Unterschiede erläutert werden und die Erläuterungen daher für alle Objekte gelten, soweit Unterschiede nicht ausdrücklich erläutert werden.In the following description of the figures, the same reference symbols are used for the same or similar objects, only the respective differences being explained and the explanations therefore applying to all objects, unless differences are expressly explained.

Figur 1 zeigt ein Beispiel eines sogenannten IBCs 101, der zum Transport von Medien eingesetzt wird. Diese gewichts-, volumen- und kostenoptimierte Bauweise ist insbesondere in der Distributions- und Logistikbranche sehr beliebt, und ermöglicht die einfache Versorgung von Kunden mit den unterschiedlichsten Medien. Der IBC 101 besteht üblicherweise aus einer Palette 102, einem Metallrahmen 103 sowie einer vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Behälterblase 104, die das Füllgut 105 beinhaltet. Über einen Deckel 106 kann das Medium 105 in den Behälter 101 bzw. in die Behälterblase 104 eingebracht werden. Figure 1 shows an example of a so-called IBC 101, which is used to transport media. This weight, volume and cost-optimized design is particularly popular in the distribution and logistics industry, and enables customers to be easily supplied with a wide variety of media. The IBC 101 usually consists of a pallet 102, a metal frame 103 and a container bladder 104, preferably made of plastic, which contains the filling material 105. The medium 105 can be introduced into the container 101 or into the container bladder 104 via a cover 106.

Ein Füllstandsmesseinrichtung 107, die typischerweise an einer oberen Oberfläche der Behälterblase 104 angebracht wird, kann beispielsweise unter Verwendung elektromagnetischer Wellen den Abstand zur Füllgutoberfläche 105 messen, und nach außen hin bereitstellen.A filling level measuring device 107, which is typically attached to an upper surface of the container bladder 104, can measure the distance to the filling material surface 105, for example using electromagnetic waves, and provide it to the outside.

Figur 2 zeigt eine bekannte Füllstandsmesseinrichtung 107, in der Ausführungsform als Radarmessgerät 200. Das Radarmessgerät 200 umfasst einen Energiespeicher 201, beispielsweise eine Batterie 201, eine Netzteileinheit 202, eine Datenverarbeitungseinheit in Form einer Prozessoreinheit 203, ein Sende- und Empfangseinheit 204 zu Kommunikation mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit 209, eine Hochfrequenzeinheit 205, sowie eine Radar-Antenne 206. Das Radarmessgerät 200 weist ein hermetisch geschlossenes Gehäuse 207 auf. Figure 2 shows a known level measuring device 107, in the embodiment as a radar measuring device 200. The radar measuring device 200 comprises an energy store 201, for example a battery 201, a power supply unit 202, a data processing unit in the form of a processor unit 203, a transmitting and receiving unit 204 for communication with a central data processing unit 209, a high-frequency unit 205 and a radar antenna 206. The radar measuring device 200 has a hermetically sealed housing 207.

Das Radarmessgerät 200 strahlt über die Radar-Antenne 206 Radarsignale, vorzugsweise im Bereich von 6 GHz, 24 GHz, 57 bis 64 GHz, 75 bis 85 GHz oder höheren Frequenzen, in Richtung einer Füllgutoberfläche des Füllguts 105 ab, und empfängt die an der Füllgutoberfläche reflektierten Signale nach einer entsprechenden Laufzeit. Die empfangenen Signale werden von der Hochfrequenzeinheit 205 in niederfrequente Signale umgesetzt, und an die Prozessoreinheit 203 weitergeleitet, die den Abstand zum Füllgut 105 errechnet und über die Sende-/Empfangseinheit 204 an eine Datenverarbeitungseinheit 209 übermittelt, beispielsweise eine Kombination aus Cloud-Speicher und Cloudcomputing-Lösung 209.The radar measuring device 200 emits radar signals via the radar antenna 206, preferably in the range of 6 GHz, 24 GHz, 57 to 64 GHz, 75 to 85 GHz or higher frequencies, in the direction of a product surface of the product 105, and receives them on the product surface reflected signals after a corresponding transit time. The received signals are from the radio frequency unit 205 converted into low-frequency signals and forwarded to the processor unit 203, which calculates the distance to the filling material 105 and transmits it to a data processing unit 209 via the transmitter / receiver unit 204, for example a combination of cloud storage and cloud computing solution 209.

Die Sende-/Empfangseinheit 204 ist vorzugsweise zur drahtlosen Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 209 eingerichtet, wobei die Sende-/Empfangseinheit 204 vorzugsweise eine Wireless Area Network (WLAN) Schnittstelle, eine Bluetooth Schnittstelle, eine ZigBee Schnittstelle, eine Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) Schnittstelle, eine Sigfox Schnittstelle, eine Narrowband IoT (NB-IoT) Schnittstelle, eine MIOTY Schnittstelle oder eine Mobilfunk-Schnittstelle umfasst.The transmitting / receiving unit 204 is preferably set up for wireless communication with the data processing unit 209, the transmitting / receiving unit 204 preferably having a wireless area network (WLAN) interface, a Bluetooth interface, a ZigBee interface, a long range wide area network (LoRaWAN ) Interface, a Sigfox interface, a Narrowband IoT (NB-IoT) interface, a MIOTY interface or a cellular radio interface.

Füllstandsmesseinrichtungen 107 werden in der Praxis häufig mit Hilfe eines Klebebandes 208, beispielsweise eines Acrylatklebebandes 208, auf die Oberfläche der Behälterblase 104 aufgeklebt. Das Acrylatklebeband 208 dichtet dabei den Zwischenraum zwischen der Füllstandsmesseinrichtung 107 und der Oberfläche der Behälterblase 104 ab. Darüber hinaus dient das Acrylatklebeband 208 als mechanische Ausgleichsschicht, um ggf. vorhandene Unebenheiten der Oberfläche der Behälterblase 104 auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Befestigungseinheiten/- vorrichtungen eingesetzt werden, bei denen die Füllstandsmesseinrichtung 107 beispielsweise mit Bändern befestigt wird, die um den Metallrahmen 103 angeordnet werden können. Weitere Befestigungsmöglichkeiten sind dem Fachmann bekannt und können mit der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.In practice, fill level measuring devices 107 are often stuck onto the surface of the container bladder 104 with the aid of an adhesive tape 208, for example an acrylate adhesive tape 208. The acrylate adhesive tape 208 seals the space between the level measuring device 107 and the surface of the container bladder 104. In addition, the acrylate adhesive tape 208 serves as a mechanical leveling layer in order to level out any unevenness in the surface of the container bladder 104. As an alternative or in addition, other fastening units / devices can also be used in which the level measuring device 107 is fastened, for example, with straps that can be arranged around the metal frame 103. Further fastening options are known to the person skilled in the art and can be combined with the present invention.

Ein bekannter Nachteil solcher IBCs ist die mechanische Instabilität, die auf die Kosten- und Gewichtsoptimierung zurückzuführen ist. Figur 3 zeigt beispielhaft einen IBC 301, wie er beispielsweise nach einer Kollision bei einem Be- oder Entladevorgang aussehen kann. Durch äußere mechanische Krafteinwirkungen wurde der Metallrahmen 302 stark verformt, wobei die Behälterblase 303 zwar grundsätzlich noch intakt ist, allerdings wurde diese durch die Krafteinwirkung mechanisch irreversibel verformt. Dies kann zur Folge haben, dass die Behälteroberfläche 304 auch in dem Bereich stark verformt wurde, wo eine Füllstandsmesseinrichtung, beispielsweise ein Radarmessgerät 200, angeordnet ist. Dabei kann es vorkommen, dass das Befestigungsmittel, hier beispielsweis das Acrylatklebeband 208, nicht mehr in der Lage ist den erforderlichen mechanischen Ausgleich zwischen der Füllstandsmesseinrichtung und der Behälteroberfläche bereitzustellen, so dass sich die Füllstandsmesseinrichtung vom IBC 301 lösen kann und diese möglicherweise unbemerkt zu Boden fällt. Typischerweise bleiben die Füllstandsmesseinrichtungen auch nach dem Lösen und Aufschlag auf dem Boden funktionsfähig, d.h. diese nehmen weiterhin Messungen vor und übermitteln diese Messungen an die Datenverarbeitungseinrichtung 209.A known disadvantage of such IBCs is the mechanical instability, which is due to the cost and weight optimization. Figure 3 shows an example of an IBC 301 as it can look like after a collision during a loading or unloading process. The metal frame 302 was severely deformed by external mechanical forces, the container bladder 303 being basically still intact, however, it was mechanically irreversibly deformed by the force. This can have the consequence that the container surface 304 has also been severely deformed in the area where a level measuring device, for example a radar measuring device 200, is arranged. It can happen that the fastening means, here for example the acrylic adhesive tape 208, is no longer able to provide the necessary mechanical compensation between the level measuring device and the container surface, so that the level measuring device can detach itself from the IBC 301 and it may fall to the ground unnoticed . Typically, the fill level measuring devices remain functional even after they have been released and hit the floor, ie they continue to take measurements and transmit these measurements to the data processing device 209.

Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung 401 in Form eines Radarmessgeräts 400 mit einem Überwachungsmittel 402, das eingerichtet ist, um eine vorgesehene Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung 401 an dem Behälter zu überwachen und einen Behälterverlust, also ein Lösen der Füllstandsmesseinrichtung 401 vom IBC 301, festzustellen. In dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Überwachungsmittel 402 zumindest einen Beschleunigungssensor 403, vorzugsweise einen 3-Achsen Beschleunigungssensor 403. Durch eine Auswertung der Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors 403 in einer Ablauflogik einer Prozessoreinheit 404 kann eine falsche Positionierung bzw. ein Behälterverlust der Füllstandsmesseinrichtung 401 ermittelt werden. Figure 4 shows a first embodiment of a fill level measuring device 401 according to the invention in the form of a radar measuring device 400 with a monitoring means 402, which is set up to monitor an intended attachment of the fill level measuring device 401 to the container and to determine a container loss, i.e. a detachment of the fill level measuring device 401 from the IBC 301. In the first preferred embodiment, the monitoring means 402 include at least one acceleration sensor 403, preferably a 3-axis acceleration sensor 403. By evaluating the acceleration data of the acceleration sensor 403 in a process logic of a processor unit 404, incorrect positioning or a container loss of the level measuring device 401 can be determined.

Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen beispielhaft vom Beschleunigungssensor 403 erfasste Beschleunigungsdaten, die auf typische Bewegungsmuster zurückgehen. Figur 5 zeigt zunächst beispielhafte Beschleunigungswerte, die bei typischen Be- und Entladevorgänge eines IBC 101 auftreten. Im Ruhezustand zwischen t=0 und t=t1 erfassen die in X- und Y-Richtung messenden Sensoren keine Beschleunigungswerte, wohingegen der in Z-Richtung messende Sensor die Erdbeschleunigung g mit einem Wert von 9,81 m/s2 als negativen Wert erfasst. Zum Zeitpunkt t=t1 wird der IBC 101 von einem Gabelstapler angehoben, was zu einer Erhöhung des negativen Beschleunigungswerts in Z-Richtung (vgl. Bezugszeichen 501) führt, da der IBC 101 noch oben beschleunigt wird. Zwischen t1 und t2 wird der IBC 101 beispielsweise zu einem LKW transportiert. Die korrespondierenden Beschleunigungswerte (vgl. Bezugszeichen 502, 503) sind im Wesentlichen in X- und Y-Richtung erfassbar. Zum Zeitpunkt t=t2 wird der IBC 101 beispielsweise auf einem LKW abgesetzt, was an der verringerten Beschleunigung in Z-Richtung abgeleitet werden kann. Ab dem Zeitpunkt t3 befindet sich der LKW in Fahrt, wodurch starke Ausschläge der Beschleunigungssensoren in X- und Y-Richtung verursacht werden. Die leichten Abweichungen (vgl. Bezugszeichen 504) des Z-Sensors entstehen durch fahrbedingte Vibrationen des IBCs 101. Die zuvor aufgezeigten Beschleunigungsverläufe sind insbesondere bei einer gleichzeitigen Auswertung aller drei Richtungen charakteristisch, und können vorzugsweise vorab durch Werksvorgaben in einer der Prozessoreinheit 404 zugeordneten Speichereinheit hinterlegt werden.The Figures 5, 6 and 7 show, by way of example, acceleration data recorded by acceleration sensor 403 that are based on typical movement patterns. Figure 5 shows first of all exemplary acceleration values that occur during typical loading and unloading processes of an IBC 101. In the idle state between t = 0 and t = t 1 , the sensors measuring in the X and Y directions do not record any acceleration values, whereas the sensor measuring in the Z direction records the acceleration due to gravity g with a value of 9.81 m / s 2 as a negative value detected. At time t = t 1 , the IBC 101 is lifted by a forklift truck, which leads to an increase in the negative acceleration value in the Z direction (cf. reference number 501), since the IBC 101 is still being accelerated at the top. Between t 1 and t 2 , the IBC 101 is transported to a truck, for example. The corresponding acceleration values (cf. reference numerals 502, 503) can be detected essentially in the X and Y directions. At the time t = t 2 , the IBC 101 is placed on a truck, for example, which can be derived from the reduced acceleration in the Z direction. From time t 3 the truck is in motion, which causes strong deflections of the acceleration sensors in the X and Y directions. The slight deviations (cf. reference number 504) of the Z-sensor result from driving-related vibrations of the IBC 101. The acceleration curves shown above are characteristic in particular when all three directions are evaluated at the same time, and can preferably be stored in advance in a memory unit assigned to the processor unit 404 using factory specifications will.

Figur 6 zeigt die vom Beschleunigungssensor 403 erfassten Beschleunigungsdaten, die einen Behälterverlust wiedergeben. Zum Zeitpunkt t=t4 wechselt die Z-Komponente der Beschleunigung auf einen positiven Wert und verbleibt im positiven Bereich dort. Hieraus kann abgeleitet werden, dass ein Behälterverlust vorliegen muss, da der Beschleunigungssensor und damit die Füllstandsmesseinrichtung 401 offensichtlich nach oben ausgerichtet sind. Somit kann bereits aufgrund der Auswertung der Beschleunigungsdaten in Z-Richtung festgestellt werden, ob ein Behälterverlust vorliegt. Figure 6 FIG. 10 shows the acceleration data acquired by the acceleration sensor 403, which represents a container loss. At time t = t 4 , the Z component of the acceleration changes to a positive value and remains there in the positive range. From this it can be deduced that there must be a loss of container, since the acceleration sensor and thus the filling level measuring device 401 are obviously oriented upwards. It is thus already possible to determine whether a container has been lost on the basis of the evaluation of the acceleration data in the Z direction.

Wie in Figur 7 beispielhaft gezeigt, können neben den Beschleunigungsdaten in Z-Richtung zusätzlich auch die Beschleunigungswerte in X- und Y-Richtung herangezogen werden. Im in Figur 7 gezeigten Beispiel, erfährt der Beschleunigungssensor und damit der Behälter 401 beispielsweise einen seitlichen Schlag - was zu dem charakteristischen lateralen Beschleunigungsmuster (vgl. Bezugszeichen 701) führt, dessen Zeitdauer deutlich kleiner als beispielsweise 1 Sekunde ist. Wird zeitlich parallel dazu ein Rückgang der Beschleunigung in Z-Richtung (vgl. Bezugszeichen 702) erfasst, kann davon ausgegangen werden, dass der Beschleunigungssensor in Richtung Boden bewegt wird. Um eine Verwechslung mit den Beschleunigungswerten eines Beladevorgangs (vgl. Figur 5) zu vermeiden, kann zudem auf die stark erhöhte negative Beschleunigung (vgl. Bezugszeichen 703) abgestellt werden, die ein Aufschlagen des Beschleunigungssensors auf dem Boden wiedergibt. Die beschriebenen Beschleunigungsmuster erlaubt somit eine zuverlässige Erkennung eines Lösens der Füllstandsmesseinrichtung, d.h. eines Behälterverlustes. In einer der Prozessoreinheit 404 zugeordneten Speichereinheit können weitere Bewegungsmuster hinterlegt werden, die auf die jeweiligen Einsatzgebiete einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung angepasst sind.As in Figure 7 As shown by way of example, in addition to the acceleration data in the Z direction, the acceleration values in the X and Y directions can also be used. Im in Figure 7 shown example, the acceleration sensor and thus the container 401 experiences, for example, a lateral impact - which leads to the characteristic lateral acceleration pattern (see reference numeral 701), the duration of which is significantly less than, for example, 1 second. If a decrease in the acceleration in the Z direction (cf. reference numeral 702) is detected at the same time, it can be assumed that the acceleration sensor is being moved in the direction of the ground. To avoid confusion with the acceleration values of a loading process (cf. Figure 5 ), can also be based on the greatly increased negative acceleration (see reference numeral 703), which reflects the impact of the acceleration sensor on the ground. The acceleration pattern described thus allows a reliable detection of a loosening of the level measuring device, ie a loss of a container. In a memory unit assigned to the processor unit 404, further movement patterns can be stored which are adapted to the respective areas of application of a fill level measuring device according to the invention.

Figur 8 zeigt beispielhaft einen Programmablauf im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Ablauf beginnt im Startzustand 801. Im Schritt 802 wird zunächst überprüft, ob die Vertikalbeschleunigung größer als 0 ist. Alternativ wäre es im Schritt 802 ebenfalls möglich zu ermitteln, ob die Vertikalbeschleunigung von einem vorbestimmten Betrag vom zu erwartenden Wert von 9,81 m/s2 für ein vorbestimmtes Zeitintervall abweicht. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 807 über die Sende-/Empfangseinheit 204 eine Alarmmeldung in Form einer Behälterverlustmeldung bereitgestellt und an eine Datenverarbeitungseinheit übermittelt, was einem Betreiber der Füllstandsmesseinrichtung ermöglicht, entsprechende Wartungsmaßnahmen zu ergreifen. Vorteilhafterweise wird in der Alarmmitteilung ebenfalls der Standort der Füllstandsmesseinrichtung übermittelt. Abschließend wird die Füllstandsmesseinrichtung im Schritt 808 außer Betrieb gesetzt, um fehlerhaft Messungen zu vermeiden. Dabei können die Positionsdaten weiterhin übertragen werden. Figure 8 shows an example of a program flow in connection with the first embodiment. The sequence begins in the start state 801. In step 802 it is first checked whether the vertical acceleration is greater than zero. Alternatively, it would also be possible in step 802 to determine whether the vertical acceleration deviates by a predetermined amount from the expected value of 9.81 m / s 2 for a predetermined time interval. If this is the case, then in step 807 an alarm message in the form of a loss of container message is provided via the transmitting / receiving unit 204 and transmitted to a data processing unit, which enables an operator of the level measuring device to take appropriate maintenance measures. The location of the fill level measuring device is advantageously also transmitted in the alarm message. Finally, the fill level measuring device is put out of operation in step 808 in order to avoid incorrect measurements. The position data can still be transmitted.

Ergibt die Überprüfung im Schritt 802 keine positive Beschleunigung, so wird im Schritt 803 überprüft, ob die Vertikalbeschleunigung größer als die negative Erdbeschleunigung ist. Ist dies nicht der Fall, so wird der Füllstandsmesseinrichtung nicht nach unten hinbewegt, so dass in den Verfahrensschritten 809 und 810 mit einer Füllstandmessung und einer anschließenden Datenübermittlung begonnen werden kann. Andernfalls wird weiter überprüft, ob die lateralen Beschleunigungswerte ungleich 0 sind. Ist dies der Fall, so wird vermutet, dass ein Behälterverlust gerade erfolgt und im Schritt 805 ermittelt wird, ob der Beschleunigungssensor einen Aufprall, beispielsweise einen starken Ausschlag in Z-Richtung, detektiert. Ist dies der Fall werden wiederum die Verfahrensschritt 807 und 808 durchgeführt. Andernfalls liegt kein Behälterverlust vor, und die Füllstandsmesseinrichtung ermittelt den Füllstand durch Übergang in den Schritt 809.If the check in step 802 does not result in a positive acceleration, it is checked in step 803 whether the vertical acceleration is greater than the negative acceleration due to gravity. If this is not the case, the level measuring device is not moved downwards so that a level measurement and subsequent data transmission can be started in method steps 809 and 810. Otherwise, a further check is made as to whether the lateral acceleration values are not equal to 0. If this is the case, it is assumed that a container is just being lost and it is determined in step 805 whether the acceleration sensor detects an impact, for example a strong deflection in the Z direction. If this is the case, method steps 807 and 808 are carried out again. Otherwise there is no loss of container, and the fill level measuring device determines the fill level by going to step 809.

Figur 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung 901. In diesem Ausführungsbeispiel wird kein Beschleunigungssensor eingesetzt, sondern eine kombinierte mechanisch-elektrische Erkennung eines möglichen Behälterverlustes. Das Überwachungsmittel 402 der Füllstandsmesseinrichtung 901 umfasst hierbei eine RFID-Sende-/Empfangseinheit oder eine NFC-Sende-/Empfangseinheit 902 auf. Weiterhin wird eine korrespondierende RFID-Sende-/Empfangseinheit oder eine NFC-Sende-/Empfangseinheit auf einer geeigneten Oberfläche des IBC 101 aufgebracht, so dass die korrespondierende Sende-/Empfangseinheiten miteinander kommunizieren können. Eine solche Sende-/Empfangseinheit kann beispielsweise mittels eines Versiegelungsklebepads 903 auf der Behälterblase 104 aufgebracht werden. Ein solches Versiegelungsklebepad 904 kann einen RFID-Chip oder einen NFC-Chip aufnehmen und ist dabei dennoch ausreichend flexibel, so dass ein Ablösen des Versiegelungsklebepads 903 vom IBC 101 im Falle einer Behälterverformung wirksam verhindert werden kann. Die Sende-/Empfangseinheit, beispielsweise ein NFC-Reader oder ein RFID-Reader kontrolliert nun vor Beginn einer Messung, ob der NFC-Chip oder der RFID-Chip in der unmittelbaren Nähe angeordnet ist. Figur 10 zeigt beispielhaft einen Programmablauf im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Ablauf beginnt im Schritt 1000. Im Schritt 1001 wird zunächst geprüft, ob die korrespondierenden Sende-/Empfangseinheiten in unmittelbarer Umgebung zueinander angeordnet sind. Ist dies der Fall, so liegt kein Behälterverlust vor, und der Füllstandwert kann durch Übergang in den Schritt 1002 bestimmt und im Schritt 1003 an eine Datenverarbeitungseinheit übertragen werden. Wird im Schritt 1001 jedoch keine korrespondierende Sende-/Empfangseinheit ermittelt, so wird ein Behälterverlust erkannt. Durch Übergang in den Schritt 1004 wird in diesem Falle eine Alarmmeldung an die Datenverarbeitungseinheit übermittelt, und im Schritt 1005 die Füllstandsmesseinrichtung außer Betrieb genommen. Figure 9 shows a second embodiment of a fill level measuring device 901 according to the invention. In this embodiment, no acceleration sensor is used, but a combined mechanical-electrical detection of a possible loss of container. The monitoring means 402 of the fill level measuring device 901 here comprises an RFID transmission / reception unit or an NFC transmission / reception unit 902. Furthermore, a corresponding RFID transmission / reception unit or an NFC transmission / reception unit is applied to a suitable surface of the IBC 101 so that the corresponding transmission / reception units can communicate with one another. Such a transmitting / receiving unit can be applied to the container bladder 104 by means of an adhesive sealing pad 903, for example. Such an adhesive sealing pad 904 can accommodate an RFID chip or an NFC chip and is nevertheless sufficiently flexible so that the adhesive sealing pad 903 can be effectively prevented from becoming detached from the IBC 101 in the event of a container deformation. The transmitting / receiving unit, for example an NFC reader or an RFID reader, now checks whether the NFC chip or the RFID chip is located in the immediate vicinity before starting a measurement. Figure 10 shows an example of a program flow in connection with the second exemplary embodiment. The sequence begins in step 1000. In step 1001, it is first checked whether the corresponding transmitting / receiving units are arranged in the immediate vicinity of one another. If this is the case, there is no loss of container and the fill level value can be determined by transition to step 1002 and transmitted to a data processing unit in step 1003. If, however, no corresponding transmitting / receiving unit is determined in step 1001, a loss of container is recognized. In this case, by moving to step 1004, an alarm message is transmitted to the data processing unit, and in step 1005 the level measuring device is shut down.

Die im zweiten Ausführungsbeispiel aufgezeigte Lösung unter Einsatz von Nahbereichs-Sende-/Empfangsmittel kann insoweit abgewandelt werden, das alternativ oder zusätzlich die Überwachungsmittel mit einen elektrischen, optischen, magnetischen, akustischen und/oder mechanischen Sensor ausgestattet werden, um mit einem auf dem IBC oder der Befestigungseinheit vorgesehen Detektiermittel wechselzuwirken. Beispielsweise kann vorgesehen sein, das Vorhandensein bzw. eine vorgesehene Anordnung des Versiegelungsklebepads 903 auf der Behälterblase 104 elektrisch (beispielsweise mittels einer Anordnung von einer oder mehrerer Leiterbahnen auf dem Versiegelungspad mit Sollbruchstelle), optisch (beispielsweise mittels Sensoren mit Reflexionsauswertung), magnetisch, akustisch oder auch mechanisch (beispielsweise mittels eines Tasters) zu verifizieren.The solution shown in the second embodiment using short-range transmitting / receiving means can be modified to the extent that, alternatively or additionally, the monitoring means are equipped with an electrical, optical, magnetic, acoustic and / or mechanical sensor in order to be able to use a sensor on the IBC or the fastening unit provided detection means to interact. For example, provision can be made for the presence or a planned arrangement of the sealing adhesive pad 903 on the container bladder 104 electrically (for example by means of an arrangement of one or more conductor tracks on the sealing pad with a predetermined breaking point), optically (for example by means of sensors with reflection evaluation), magnetically, acoustically or also to be verified mechanically (for example by means of a button).

Figur 11 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllstandsmesseinrichtung 1101, die insbesondere bei Verwendung eines Radarsensors eingesetzt werden kann. Wenn in einem Normalbetrieb die Füllstandsmesseinrichtung 1101 auf einer Oberfläche des IBC 1106 befestigt ist, wird das von der Radar-Antenne 206 abgestrahlte Radarsignal 1107 teilweise am Übergang zu einer Klebeschicht 1108 reflektiert (vgl. Bezugszeichen 1104) und, zeitlich leicht verzögert, wiederum am Übergang zum IBC 1106 (vgl. Bezugszeichen 1105). Die durch diese Reflektionen verursachten Echos überlagern sich dabei aufgrund der geringen räumlichen Distanz der jeweiligen Reflexionsstellen, und führen im Reflektionsmuster zu einer Echokurve 1110 mit einem charakteristisch breiten Echo 1109 am Anfang der Echokurve 1110. Im Falle eines Behälterverlustes entfällt die zweite Grenzfläche bzw. Reflexionsstelle am IBC 1106, was dazu führt, dass die Radar-Antenne 206 eine andere Echokurve 1111 empfängt, die an deren Beginn durch ein deutlich schmaleres Echo 1112 charakterisiert ist. Figur 12 zeigt beispielhaft einen Programmablauf im Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Ablauf beginnt im Schritt 1201. Im Schritt 1202 wird zunächst eine Echokurve empfangen, wobei im Schritt 1203 die Breite des Echos am Beginn der Echokurve 1109, 1112 bestimmt wird. Ist die Breite des Echos am Beginn der Echokurve 1109, 1112 unterhalb eines vorbestimmten Wertes, wird davon ausgegangen, dass ein Behälterverlust vorliegt. In diesem Falle wird durch einen Übergang zu den Schritten 1206, 1207 eine Alarmmitteilung erstellt, an die Datenverarbeitungseinheit übermittelt und die Füllstandsmesseinrichtung 1101 wird außer Betrieb gesetzt. Andernfalls wird im Schritt 1204 der Füllstand ermittelt, und im Schritt 1205 an die Datenverarbeitungseinheit übermittelt. Zur Auswertung und dem Vergleich der unterschiedlichen Echokurven umfasst die Überwachungsmittel vorzugsweise eine Prozessoreinheit 1102 mit einem zugeordneten Speichermittel 1103, die eingerichtet sind, ein Programm zur Analyse der Echokurven auszuführen. Figure 11 shows a third preferred embodiment of a fill level measuring device 1101 according to the invention, which is used in particular when using a radar sensor can be. If the level measuring device 1101 is attached to a surface of the IBC 1106 in normal operation, the radar signal 1107 emitted by the radar antenna 206 is partially reflected at the transition to an adhesive layer 1108 (cf. reference number 1104) and, with a slight time delay, again at the transition for IBC 1106 (see reference number 1105). The echoes caused by these reflections are superimposed due to the small spatial distance of the respective reflection points, and lead in the reflection pattern to an echo curve 1110 with a characteristically broad echo 1109 at the beginning of the echo curve 1110. In the event of a container loss, the second interface or reflection point is omitted IBC 1106, which means that the radar antenna 206 receives another echo curve 1111, which is characterized at the beginning by a significantly narrower echo 1112. Figure 12 shows an example of a program flow in connection with the third exemplary embodiment. The sequence begins in step 1201. In step 1202, an echo curve is first received, with the width of the echo at the beginning of the echo curve 1109, 1112 being determined in step 1203. If the width of the echo at the beginning of the echo curve 1109, 1112 is below a predetermined value, it is assumed that a container has been lost. In this case, an alarm message is created by a transition to steps 1206, 1207, transmitted to the data processing unit and the fill level measuring device 1101 is put out of operation. Otherwise, the fill level is determined in step 1204 and transmitted to the data processing unit in step 1205. For evaluating and comparing the different echo curves, the monitoring means preferably comprises a processor unit 1102 with an associated memory means 1103, which are set up to execute a program for analyzing the echo curves.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Anwendung an einem IBC beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann allgemein an Behältern oder Containern eingesetzt werden, die zum Waren-/Medientransport eingesetzt werden, beispielsweise Schiffscontainer, Eisenbahntanks oder Abfallbehälter. Darüber hinaus kann insbesondere auch bei der Überwachung von Gewässern oder Abwasserkanälen im Überflutungsfall oder im Sabotagefall ein oben beschriebener Behälterverlust eintreten, so dass auch dort die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. Unter dem Begriff Behälterverlust wird vorliegend ein völliges Lösen der Füllstandsmesseinrichtung vom Behälter oder auch eine Positionsänderung aus einer vorgesehenen Positionierung verstanden, bei der keine zuverlässige Füllstandsmessung mehr durchgeführt werden kann.It should be noted that the invention is not limited to use on an IBC. The present invention can generally be used on containers or containers that are used for goods / media transport, for example shipping containers, railroad tanks or waste containers. In addition, the above-described container loss can occur when monitoring bodies of water or sewers in the event of flooding or in the event of sabotage, so that the present invention can also be used there. In the present case, the term container loss is understood to mean a complete detachment of the fill level measuring device from the container or a change in position from an intended positioning in which a reliable fill level measurement can no longer be carried out.

Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Insbesondere können die oben erläuterten Ausführungsformen auch miteinander kombiniert werden, um mit noch größerer Zuverlässigkeit einen Behälterverlust ermitteln zu können.The present invention is not limited to the preceding preferred embodiments as long as it is covered by the subject matter of the following claims. In particular, the embodiments explained above can also be combined with one another in order to be able to determine a container loss with even greater reliability.

Claims (15)

Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) zur Messung eines Füllstandes eines Behälters, umfassend: eine Füllstandsmesseinheit, eingerichtet zur Messung eines Füllstandes eines Behälters; zumindest eine Sende-/Empfangseinheit (204), eingerichtet zur Kommunikation mit einer Datenverarbeitungseinheit (209); zumindest eine Befestigungseinheit (208, 902, 1108), eingerichtet zur Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) an einer Oberfläche des Behälters (103, 301, 1106); zumindest ein Überwachungsmittel, eingerichtet zur Überwachung einer durch die zumindest eine Befestigungseinheit (208, 902, 1108) bereitgestellten Befestigung der Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) an dem Behälter (103, 301, 1106), wobei die Überwachungsmittel weiterhin eingerichtet sind, um über die Sende-/Empfangseinheit (204) eine Alarmmitteilung an die Datenverarbeitungseinheit (209) zu übermitteln, wenn die Überwachungsmittel ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung (401, 901, 1101) vom Behälter (103, 301, 1106) ermitteln. Filling level measuring device (401, 901, 1101) for measuring a filling level of a container, comprising: a fill level measuring unit, set up to measure a fill level of a container; at least one transmitting / receiving unit (204), set up for communication with a data processing unit (209); at least one fastening unit (208, 902, 1108), set up to fasten the fill level measuring device (401, 901, 1101) to a surface of the container (103, 301, 1106); at least one monitoring means, set up to monitor a fastening of the fill level measuring device (401, 901, 1101) on the container (103, 301, 1106) provided by the at least one fastening unit (208, 902, 1108), wherein the monitoring means are also set up to to transmit an alarm message to the data processing unit (209) via the transmitting / receiving unit (204) when the monitoring means determine that the fastening of the level measuring device (401, 901, 1101) has been detached from the container (103, 301, 1106). Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsmittel weiterhin eingerichtet sind, um die Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) bzw. die Füllstandsmesseinheit nach Übermittlung der Alarmmitteilung zu deaktivieren.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to claim 1, wherein the monitoring means are further configured to deactivate the filling level measuring device (401, 901, 1101) or the filling level measuring unit after the alarm message has been transmitted. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Sende-/Empfangseinheit (204) zur drahtlosen Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit (209) eingerichtet ist, wobei die Sende-/Empfangseinheit vorzugsweise eine Wireless Area Network (WLAN) Schnittstelle, eine Bluetooth Schnittstelle, eine ZigBee Schnittstelle, eine Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) Schnittstelle, eine Sigfox Schnittstelle, eine Narrowband IoT (NB-IoT) Schnittstelle, eine MIOTY Schnittstelle oder eine Mobilfunk-Schnittstelle umfasst.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of claims 1 or 2, wherein the transmitting / receiving unit (204) is set up for wireless communication with the data processing unit (209), the transmitting / receiving unit preferably being a wireless area network (WLAN ) Interface, a Bluetooth interface, a ZigBee interface, a Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) interface, a Sigfox interface, a Narrowband IoT (NB-IoT) interface, a MIOTY interface or a cellular interface. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinheit (208, 902, 1108) eine Klebeschicht, vorzugsweise einer Acrylatklebeschicht, umfasst, mit der die Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) an einem Behälter (103, 301, 1106) befestigbar ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the fastening unit (208, 902, 1108) comprises an adhesive layer, preferably an acrylate adhesive layer, with which the filling level measuring device (401, 901, 1101) is attached to a container (103, 301, 1106) can be attached. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Befestigungseinheit (208, 902, 1108) zumindest ein Spann- oder Bandelement umfasst, mit der die Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) an einem Behälter (103, 301, 1106) befestigbar ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the fastening unit (208, 902, 1108) comprises at least one tensioning or strap element which the level measuring device (401, 901, 1101) can be attached to a container (103, 301, 1106). Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) weiterhin zumindest ein Positionsbestimmungsmittel umfasst, vorzugsweise eine GPS-Einheit, eingerichtet, um über die Sende-/Empfangseinheit (204) Positionsdaten der Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) an die Datenverarbeitungseinheit (209) zu übermitteln, wobei die Alarmmitteilung vorzugsweise Positionsdaten der Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) umfasst.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the filling level measuring device (401, 901, 1101) further comprises at least one position determining means, preferably a GPS unit, set up to transmit position data via the transmitting / receiving unit (204) To transmit the level measuring device (401, 901, 1101) to the data processing unit (209), the alarm message preferably comprising position data of the level measuring device (401, 901, 1101). Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsmittel zumindest einen Beschleunigungssensor (403) umfassen, der eingerichtet ist, um eine Beschleunigung der Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) zumindest in eine Richtung parallel zur Erdbeschleunigung zu erfassen, wobei der Beschleunigungssensor (403) vorzugsweise ein 3-Achsen Beschleunigungssensor (403) ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the monitoring means comprise at least one acceleration sensor (403) which is set up to detect an acceleration of the filling level measuring device (401, 901, 1101) at least in a direction parallel to the acceleration of gravity , wherein the acceleration sensor (403) is preferably a 3-axis acceleration sensor (403). Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach Anspruch 7, wobei die Überwachungsmittel eingerichtet sind die Beschleunigungswerte des Beschleunigungssensors (403) auszuwerten, um zu ermitteln, ob ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung (401, 901, 1101) vom Behälter (103, 301, 1106) vorliegt.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to claim 7, wherein the monitoring means are set up to evaluate the acceleration values of the acceleration sensor (403) in order to determine whether the fastening of the filling level measuring device (401, 901, 1101) from the container (103, 301) is detached , 1106) is available. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsmittel eine Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit (904) umfassen, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter (103, 301, 1106) angeordneten Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit (903) eingerichtet ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the monitoring means comprise a short-range transmitter / receiver unit (904) which is used for wireless communication with a short-range transmitter / receiver unit arranged on the container (103, 301, 1106). Receiving unit (903) is set up. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach Anspruch 9, wobei die Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit (904) eine RFID-Sende-/Empfangseinheit ist, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter (103, 301, 1106) angeordneten RFID-Sende-/Empfangseinheit eingerichtet ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to claim 9, wherein the short-range transmitter / receiver unit (904) is an RFID transmitter / receiver unit which is used for wireless communication with an RFID device arranged on the container (103, 301, 1106). Sender / receiver unit is set up. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach Anspruch 9, wobei die Nahbereichs-Sende-/Empfangseinheit (904) eine NFC-Sende-/Empfangseinheit (904) ist, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer am Behälter (103, 301, 1106) angeordneten NFC-Sende-/Empfangseinheit eingerichtet ist.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to claim 9, wherein the short-range transmitter / receiver unit (904) is an NFC transmitter / receiver unit (904) which is used for wireless communication with one on the container (103, 301, 1106) arranged NFC transmitter / receiver unit is set up. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsmittel zumindest einen elektrischen, optischen, magnetischen, akustischen oder mechanischen Sensor umfassen, um mit einem auf dem Behälter (103, 301, 1106) oder der Befestigungseinheit (208, 902, 1108) vorgesehen Detektiermittel wechselzuwirken.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the monitoring means comprise at least one electrical, optical, magnetic, acoustic or mechanical sensor in order to be connected to one on the container (103, 301, 1106) or the fastening unit (208, 902, 1108) provided detection means to interact. Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Füllstandsmesseinheit eingerichtet ist, einen Füllstand basierend auf einer Laufzeitmessung eines abgestrahlten und auf die Füllstandsmesseinheit reflektierten Signals, vorzugsweise ein Radarsignal oder ein Mikrowellensignal, zu bestimmen, wobei die Überwachungsmittel eingerichtet sind, das reflektierte Signal auszuwerten, um zu ermitteln, ob ein Lösen der Befestigung der Füllstandmesseinrichtung (401, 901, 1101) vom Behälter (103, 301, 1106) vorliegt.Filling level measuring device (401, 901, 1101) according to one of the preceding claims, wherein the filling level measuring unit is set up to determine a fill level based on a transit time measurement of a signal emitted and reflected on the fill level measuring unit, preferably a radar signal or a microwave signal, the monitoring means being set up to evaluate the reflected signal in order to determine whether the fastening of the level measuring device (401, 901, 1101) from the container (103, 301, 1106) is detached. System, umfassend: einen Behälter (103, 301, 1106) zur Aufnahme eines Mediums und zumindest eine Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Füllstandsmesseinrichtung (401, 901, 1101) mittels der Befestigungseinheit (208, 902, 1108) an dem Behälter (103, 301, 1106) befestigt ist.System comprising: a container (103, 301, 1106) for receiving a medium and at least one level measuring device (401, 901, 1101) according to one of Claims 1 to 13, the level measuring device (401, 901, 1101) by means of the fastening unit ( 208, 902, 1108) is attached to the container (103, 301, 1106). System nach Anspruch 14, wobei der Behälter (103, 301, 1106) ein zum Waren-/Medientransport vorgesehener Behälter oder Container ist, vorzugsweise ein Intermediate Bulk Container (IBC), ein Schiffscontainer, ein Eisenbahntank oder ein Abfallbehälter.System according to claim 14, wherein the container (103, 301, 1106) is a container or container intended for goods / media transport, preferably an intermediate bulk container (IBC), a shipping container, a railroad tank or a waste container.
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